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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem Stator einer elektrischen Maschine nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein Stator einer elektrischen Maschine aus der
JP 2008-278692 bekannt, mit Statorzähnen, an denen Spulenträger mit jeweils einer Spulenwicklung vorgesehen sind, wobei die elektrischen Spulenwicklungen jeweils mit einem von mehreren Phasenleitern einer Phasenleiteranordnung elektrisch verbunden sind, wobei die Spulenträger jeweils einen der Statorzähne umschließen und jeweils eine um den jeweiligen Statorzahn umlaufende Spulenaufnahme aufweisen, die in radialer Richtung bezüglich einer Statorachse gesehen jeweils zwischen einer inneren Aufnahmewandung und einer äußeren Aufnahmewandung des Spulenträgers gebildet und jeweils mit einer der Spulenwicklungen bewickelbar ist. Die Phasenleiteranordnung ist an den Spulenträgern abgestützt.
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Vorteile der Erfindung
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Der erfindungsgemäße Stator mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass die Befestigung der Phasenleiteranordnung verbessert wird, indem die Phasenleiteranordnung mehrere Vorsprünge aufweist, die in Ausnehmungen der inneren und/oder äußeren Aufnahmewandungen mehrerer Spulenträger abgestützt sind. Auf diese Weise kann die Phasenleiteranordnung an mehreren der Spulenträger positioniert bzw. befestigt werden.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Stators möglich.
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Nach einem ersten Ausführungsbeispiel sind die Ausnehmungen an einer der Phasenleiteranordnung zugewandten Seite der inneren und äußeren Aufnahmewandungen der Spulenträger vorgesehen und zu dieser Seite hin offen ausgebildet. Auf diese Weise kann die Phasenleiteranordnung in axialer Richtung in die Ausnehmungen der Spulenträger eingesetzt werden. Die Phasenleiteranordnung ist dadurch in Umfangsrichtung fixiert, aber in axialer Richtung noch nicht befestigt.
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Nach einem zweiten Ausführungsbeispiel sind die Ausnehmungen jeweils an benachbarten Spulenträgern zugewandten Seiten der inneren und äußeren Aufnahmewandungen der Spulenträger vorgesehen und zu dieser Seite hin offen ausgebildet. Auf diese Weise kann die Phasenleiteranordnung innenseitig und außenseitig jeweils über den Umfang verteilt an den Spulenträgern im Bereich zwischen benachbarten Spulenträgern befestigt werden. Dies hat gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel den Vorteil, dass die Phasenleiteranordnung sowohl innenseitig als auch außenseitig formschlüssig an den Spulenträgern befestigt ist. Nach dem zweiten Ausführungsbeispiel ist jeder Vorsprung der Phasenleiteranordnung in zwei sich gegenüberliegenden Ausnehmungen zweier benachbarter Spulenträger im Bereich zwischen zwei benachbarten Spulenträgern abgestützt.
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Weiterhin vorteilhaft ist, wenn die Spulenaufnahmen mehrerer Spulenträger oder die in den Spulenaufnahmen angeordneten Spulenwicklungen mit Klebstoff benetzt sind, der die Phasenleiteranordnung an den Spulenwicklungen der Spulenträger oder unmittelbar an den Spulenträgern befestigt. Auf diese Weise wird die Phasenleiteranordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel befestigt und die Phasenleiteranordnung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zusätzlich stoffschlüssig befestigt. Die den Spulenträgern zugewandte Unterseite der Phasenleiteranordnung wird durch die Vorsprünge in axialer Richtung gesehen mit einem definierten Abstand zu den Spulenwicklungen positioniert, wodurch sich ein definierter Klebespalt einstellt.
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Besonders vorteilhaft ist, wenn die den Spulenträgern zugewandte Unterseite der Phasenleiteranordnung korrespondierend zur Kontur der jeweiligen Spulenwicklung des jeweiligen Spulenträgers ausgebildet ist. Auf diese Weise wird der Klebespalt zwischen der Unterseite der Phasenleiteranordnung und der Oberseite der Spulenwicklung in axialer, radialer Richtung und in Umfangsrichtung konstant gehalten.
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Sehr vorteilhaft ist es, wenn die Phasenleiter in der Phasenleiteranordnung von einem elektrisch isolierenden Material umschlossen sind, wobei die Vorsprünge der Phasenleiteranordnung einstückig an dem elektrisch isolierenden Material der Phasenleiteranordnung ausgebildet sind. Dies hat den Vorteil, dass die Phasenleiteranordnung sehr kostengünstig herstellbar und einfach montierbar ist.
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Auch vorteilhaft ist, wenn die Vorsprünge der Phasenleiteranordnung alternativ an einer separaten, mit der übrigen Phasenleiteranordnung verbundenen ringförmigen Trägerplatte ausgebildet sind. Dies hat den Vorteil, dass die Trägerplatte formschlüssig an den Spulenträgern befestigbar ist und die übrige Phasenleiteranordnung mit den Phasenleitern an einer ebenen Auflagefläche der Trägerplatte festklebbar ist.
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Desweiteren vorteilhaft ist, wenn die Anzahl der äußeren Vorsprünge und/oder die Anzahl der inneren Vorsprünge jeweils kleiner ist als die Anzahl der Spulenträger, da die Phasenleiteranordnung auf diese Weise nur an einigen der Spulenträger befestigt bzw. positioniert ist. Alternativ kann die Anzahl der nach radial außen vorstehenden Vorsprünge und/oder die Anzahl der nach radial innen vorstehenden Vorsprünge jeweils auch der Anzahl der Spulenträger entsprechen.
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Zeichnung
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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1 zeigt eine dreidimensionale Teilansicht eines Stators nach einem ersten Ausführungsbeispiel,
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2 eine Phasenleiteranordnung des Stators nach 1,
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3 einen Statorzahn mit einem Spulenkörper nach 1,
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4 eine dreidimensionale Teilansicht eines Stators nach einem zweiten Ausführungsbeispiel,
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5 eine Trägerplatte der Phasenleiteranordnung nach 4,
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6 eine Teilansicht eines einzelnen Statorzahns mit einem Spulenkörper nach 4,
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7 eine Teilansicht auf zwei Statorzähne mit zwei Spulenkörpern nach 4.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt eine dreidimensionale Teilansicht eines Stators nach einem ersten Ausführungsbeispiel.
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Der Stator 1 einer elektrischen Maschine hat eine Vielzahl von Statorzähnen 2, an denen jeweils Spulenträger 3 mit jeweils einer Spulenwicklung 4 vorgesehen sind. Weiterhin umfasst der Stator 1 eine mehrere Phasenleiter 5 umfassende, ringförmige Phasenleiteranordnung 6. Die einzelnen Spulenwicklungen 4 der Spulenträger 3 sind jeweils mit einem der Phasenleiter 5 der Phasenleiteranordnung 6 elektrisch verbunden. Die Phasenleiter 5 wiederum sind an einer der elektrischen Phasen einer Spannungsversorgung angeschlossen. Die Spulenträger 3 umschließen jeweils einen der Statorzähne 2 und haben jeweils eine um den jeweiligen Statorzahn 2 umlaufende Spulenaufnahme 9, die in radialer Richtung bezüglich einer Statorachse 10 gesehen jeweils zwischen einer inneren Aufnahmewandung 11 und einer äußeren Aufnahmewandung 12 des Spulenträgers 3 gebildet und jeweils mit einer der Spulenwicklungen 4 bewickelbar ist. Die Spulenträger 3 sind beispielsweise an die Statorzähne 2 angespritzt. Der Stator 1 ist beispielsweise aus einer Vielzahl von einzelnen Statorzähnen 2 zu einem ringförmigen Stator 1 zusammengesetzt, wobei die einzelnen Statorzähne 2 über Jochabschnitte 2.1 miteinander verbunden sind.
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Die ringförmige Phasenleiteranordnung 6 ist in der Spulenaufnahme 9 zwischen den Aufnahmewandungen 11, 12 angeordnet und über den Umfang des Stators 1 verteilt an mehreren der Spulenträger 3 positioniert bzw. befestigt.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Phasenleiteranordnung 6 mehrere Vorsprünge 14 aufweist, die in Ausnehmungen 15 der inneren und/oder äußeren Aufnahmewandungen 11, 12 mehrerer Spulenträger 3 hineinreichen und dadurch abgestützt sind. Nach dem ersten Ausführungsbeispiel hat die Phasenleiteranordnung 6 an einem Innenumfang mehrere bezüglich der Statorachse 10 gesehen nach radial innen vorstehende Vorsprünge 14 und an einem Außenumfang mehrere nach radial außen vorstehende Vorsprünge 14. Die Vorsprünge 14 können aber auch anstatt in radialer Richtung in axialer Richtung bezüglich der Statorachse 10 vorstehen. Die Anzahl der äußeren Vorsprünge 14 und/oder die Anzahl der inneren Vorsprünge 14 ist beispielsweise jeweils kleiner als die Anzahl der Spulenträger 3.
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Nach dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Ausnehmungen 15 an einer der Phasenleiteranordnung 6 zugewandten Seite der inneren und äußeren Aufnahmewandungen 11, 12 der Spulenträger 3 vorgesehen und zu dieser Seite hin offen ausgebildet. Beispielsweise sind die Ausnehmungen 15 U-förmig ausgebildet. Auf diese Weise können die Vorsprünge 14 der Phasenleiteranordnung 6 in axialer Richtung bezüglich der Statorachse 10 in die Ausnehmungen 15 der Spulenträger 3 eingesetzt werden. Die Phasenleiteranordnung 6 ist dadurch in Umfangsrichtung fixiert, aber in axialer Richtung noch nicht befestigt. Um die Phasenleiteranordnung 6 an dem Stator 1 auch in axialer Richtung zu fixieren, sind die Spulenaufnahmen 9 mehrerer Spulenträger 3 oder die in den Spulenaufnahmen 9 angeordneten Spulenwicklungen 4 mit einem Klebstoff 19 benetzt, so dass die Phasenleiteranordnung 6 an den Spulenwicklungen 4 der Spulenträger 3 oder unmittelbar an den Spulenträgern 3 befestigt ist. Die den Spulenträgern 3 zugewandte Unterseite der Phasenleiteranordnung 6 wird durch die Vorsprünge 14 in axialer Richtung gesehen mit einem definierten Abstand zu den Spulenwicklungen 4 positioniert, wodurch sich ein definierter Klebespalt einstellt. Um einen konstanten Klebespalt zu erreichen, ist die den Spulenträgern 3 zugewandte Unterseite der Phasenleiteranordnung 6 korrespondierend zur Kontur der jeweiligen Spulenwicklung 4 des jeweiligen Spulenträgers 3 ausgebildet. Beispielsweise ist die Kontur der Spulenwicklungen 4 stufenförmig und damit auch die Unterseite der Phasenleiteranordnung 6 korrespondierend stufenförmig ausgebildet.
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Die Phasenleiter 5 sind in der Phasenleiteranordnung 6 von einem elektrisch isolierenden Material 16 umschlossen, wobei die Vorsprünge 14 der Phasenleiteranordnung 6 nach dem ersten Ausführungsbeispiel einstückig an dem elektrisch isolierenden Material 16 der Phasenleiteranordnung 6 ausgebildet sind.
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2 zeigt eine Phasenleiteranordnung 6 des Stators 1 nach 1. mit ihren inneren Vorsprüngen 14 und mit ihren äußeren Vorsprüngen 14. Die inneren Vorsprünge 14 sind an dem oder nahe dem Innenumfang und die äußeren Vorsprünge 14 an dem oder nahe dem Außenumfang über den Umfang der Phasenleiteranordnung 6 verteilt angeordnet, wobei beispielweise jeweils ein nach radial innen vorstehender Vorsprung 14 am Innenumfang einem radial nach außen vorstehenden Vorsprung 14 am Außenumfang gegenüberliegt. Alternativ können die Vorsprünge 14 am Innenumfang auch gegenüber den Vorsprüngen 14 am Außenumfang versetzt zueinander angeordnet sein. An der oberen Stirnseite der Phasenleiteranordnung 6 sind Kontakte 17 zum elektrischen Anbinden der Spulenwicklungen 4 an einem der Phasenleiter 5 vorgesehen. Die Form und die Anzahl der Vorsprünge 14 kann abweichend vom abgebildeten Stator nach 2 gestaltet sein. Die Ausnehmungen 15 sind dabei in ihrer Form den Vorsprüngen 14 der Phasenleiteranordnung 6 angepasst.
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3 einen Statorzahn mit einem Spulenkörper nach 1. Jeder Spulenkörper 3 hat an seiner inneren Aufnahmewandung 11 und an seiner äußeren Aufnahmewandung 12 jeweils eine Ausnehmung 15 zum Abstützen der Phasenleiteranordnung 6. Die Ausnehmungen 15 sind in ihrer Form den Vorsprüngen 14 der Phasenleiteranordnung 6 angepasst.
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4 zeigt eine dreidimensionale Teilansicht eines Stators nach einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass die Phasenleiteranordnung 6 mit ihren Vorsprüngen 14 in Ausnehmungen 15 der Spulenkörper 3 abgestützt sind, die im Bereich zwischen den Spulenkörpern 3 angeordnet sind. Auf diese Weise wird eine formschlüssige Befestigung der Phasenleiteranordnung 6 erreicht, die auch ohne eine zusätzliche Klebeverbindung auskommt.
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Nach dem zweiten Ausführungsbeispiel sind die Ausnehmungen 15 also jeweils an benachbarten Spulenträgern 3 zugewandten Seiten der inneren und äußeren Aufnahmewandungen 11, 12 der Spulenträger 3 vorgesehen und zu dieser Seite hin offen ausgebildet. Jede innere Aufnahmewandung 11 weist also an ihren benachbarten Spulenträgern 3 zugewandten Seiten jeweils eine Ausnehmung 15 und jede äußere Aufnahmewandung 12 weist an ihren benachbarten Spulenträgern 3 zugewandten Seiten jeweils eine Ausnehmung 15 auf. Jeder Spulenkörper 3 hat also vier erfindungsgemäße Ausnehmungen 15. Jeder Vorsprung 14 der Phasenleiteranordnung 6 wird dadurch in zwei sich gegenüberliegenden Ausnehmungen 15 zweier benachbarter Spulenträger 3 im Bereich zwischen zwei benachbarten Spulenträgern 3 abgestützt (7).
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Zusätzlich können die Spulenaufnahmen 9 mehrerer Spulenträger 3 analog zum ersten Ausführungsbeispiel mit einem Klebstoff 19 befüllt sein, der die Phasenleiteranordnung 6 an den Spulenwicklungen 4 der Spulenträger 3 oder unmittelbar an den Spulenträgern 3 befestigt. Auf diese Weise kann die Phasenleiteranordnung 6 noch höhere Kräfte aufnehmen.
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Nach dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Phasenleiteranordnung 6 zweistückig ausgeführt und umfasst eine ringförmige Trägerplatte 20 und einen separaten Phasenleiterträger 21, wobei an der Trägerplatte 20 die Vorsprünge 14 analog zum ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen sind und wobei der Phasenleiterträger 21 die in dem isolierenden Material 16 angeordneten Phasenleiter 5 umfasst. Die Trägerplatte 20 weist eine ebene Fügefläche 22 auf, auf der der Phasenleiterträger 21 befestigt, beispielsweise festgeklebt ist. Auf der Fügefläche 22 der Trägerplatte 20 können Zentriermittel 23 vorgesehen sein, die mit einem Zentriermittel 24 des Phasenleiterträgers 21 zentrierend zusammenwirken bzw. eine vorbestimmte Position der beiden Bauteile 20, 21 zueinander einstellen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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